2.8 Полупроводниковые имс
Полупроводниковая ИМС — полупроводниковый кристалл, в толще которого выполняются все компоненты схемы и межэлементные соединения.
На рис. 36, а показана часть схемы, состоящая из резистора, диода и транзистора, а на рис. 36,6 — разрез полупроводникового кристалла, в толще которого выполнены указанные схемные элементы. Изоляция элементов друг от друга осуществляется с помощью p-n переходов, смещенных в обратном направлении. Для этого к подложке p-типа прикладывается наиболее отрицательный потенциал.
После создания слоя окисла, на поверхности и нанесения соединений кристаллы полупроводника помещают в герметизированный корпус, имеющий выводы во внешнюю цепь.
Рисунок 36 - Фрагмент схемы и ее реализация в виде полупроводниковой ИМС
Полупроводниковые ИМС обладают следующими особенностями:
1) В кристалле полупроводника могут быть выполнены полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, полевые транзисторы) и полупроводниковые резисторы. В качестве конденсаторов с емкостью до 200—400 пФ используют емкости полупроводниковых диодов, смещенных в обратном направлении. Наиболее предпочтительными элементами являются те, которые занимают наименьшую площадь на кристалле, это, в первую очередь, полевые транзисторы МДП - типа, затем другие полупроводниковые приборы. Конденсаторы большей емкости и магнитные элементы (дроссели, трансформаторы) в составе полупроводниковых ИМС невыполнимы.
2) Точность воспроизведения параметров компонентов полупроводниковой ИМС невелика, но одинаковые элементы на одном кристалле имеют практически идентичные параметры.
3) Технология ИМС очень сложна, и их выпуск может быть налажен лишь на крупном специализированном предприятии.
4) Затраты на подготовку выпуска нового типа ИМС велики, поэтому экономически оправдан выпуск этих изделий только очень крупными сериями.
5) Масса и габариты полупроводниковых ИМС очень малы, на одном кристалле кремния (размером несколько квадратных милиметров) могут располагаться сотни тысяч отдельных элементов схемы.
Обозначение ИМС
1) цифра
1,5,7 - полупроводниковые
2,4,6,8 - гибридные
3 - прочие
2) две или три цифры (от 0 до 999) – порядковый № разработки серии
3) две буквы – функциональное назначение ИМС
Г - генераторы
У - усилители
П – преобразователи
Х – многофункциональные схемы
Л – логические схемы
4) порядковый № в данной серии.
Обозначение полупроводниковых приборов
* * * * * * * *
1 2 3 4 5
1) Материал полупроводника
Г(1)-германий К(2)-кремний А(3)-соединения галлия И(4)-соединения индия
2) подкласс приборов:
Д - выпрямительные диоды Л - излучающие оптоэлектронные приборы
Ц - выпрямительные блоки О - оптопары
В – варикапы Н - динисторы
И - туннельные и обращенные диоды У - тиристоры
А – СВЧ – диоды Т - биполярные транзисторы
С - стабилитроны и стабисторы П - полевые транзисторы